安卓GPS定位系統(tǒng)驅動分析與總結1.GPS簡介與衛(wèi)星信號使用安卓定位的各種方法如下所述：1)GPS定位GPS是全球定位系統(tǒng)導航系統(tǒng)時間和定位全球定位系統(tǒng)，導航/gps。全球定位系統(tǒng)能夠在全球范圍內實時定位，定位精度高，并且實現連續(xù)覆蓋。其應用及其廣泛。2)WIFI定位無線AP位置是不變的前提下，設備利用WIFI，自動收集四周的AP信號，設備將采集到的AP信號發(fā)送給位置服務器，位置服務器根據AP信號中的MAC地址以及信號強弱計算出設備的位置，返回給設備。3)基站定位設備向基站發(fā)送定位請求，基站通過設備與基站之間的通信時差來計算設備的大致位置。4)AGPS定位GPS系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)配合在一起的定位技術稱為AGPS。相較于GPS，AGPS有更大的優(yōu)勢。GPS的冷啟動幾分鐘即可完成，其原因是需要在空中搜索衛(wèi)星。而AGPS的啟動速度大大快于GPS。由于有輔助系統(tǒng)的存在，AGPS的定位精度也更高。安卓設備從收到衛(wèi)星信號到在應用層顯示位置的過程是：1)硬件處理:安卓設備的天線收到來自數顆GPS定位衛(wèi)星的信號(包括載波L1和L2波段，偽隨機碼的C/A碼和P碼，導航電文D碼等)。在安卓硬件的射頻部分，首先通過低噪聲放大器來放大信號，接著對信號進行濾波與混頻處理，再通過下變頻，得到中頻模擬信號;再將模擬信號通過AD采集，轉換為數字信號，交由安卓硬件的基帶部分處理。基帶部分通過擒獲，得到精度在250Hz以內的的中頻和碼相位，通過精捕獲將精度提高到2.5Hz，再跟蹤得到導航電文。導航電文經過導航計算，再轉換為GPS標準數據格式，才交由軟件處理。2)軟件處理:從底層到頂層，依次是LinuxUART驅動，安卓HAL層，安卓JIN層，安卓framework層，應用層。分層介紹見下。2.GPS標準數據格式GPS的模塊輸出信息包括了4個部分，是一些定位及衛(wèi)星信息。其中最重要的，就是推薦最小定位信息GPRMC。下表是最小定位信息的格式：標識123456789101112例子012724.000A2234.3157N11408.0921E0.00290108A*71<1>UTC時間，hhmmss（時分秒）格式<2>定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位<3>緯度ddmm.mmmm，典型的度分格式，若前面有0，也會傳輸<4>緯度半球N（北半球）或S（南半球）<5>經度dddmm.mmmm，典型的度分格式，若前面有0，也會傳輸<6>經度半球E（東經）或W（西經）<7>地面速率（000.0~999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸）<8>地面航向（000.0~359.9度，參考基準是真北方向，若前面有0，也會傳輸）<9>UTC日期，ddmmyy，典型的日月年格式<10>磁偏角（000.0~180.0度，若前面有0，也會傳輸）<11>磁偏角方向，E（東）或W（西）<12>模式指示（僅在NMEA01833.00版本輸出，比如用A表示自主定位，用D表示差分等）3.安卓GPS驅動層次分析如下圖，是安卓GPS驅動的層次結構:最底層的LinuxDeviceDriver使用UART硬件接口與GPS模塊通信。HAL層調用Linux內核的UART驅動，打開UART即可讀取GPS的信息。解析數據之后，根據指定的GPS協(xié)議處理數據，將處理結果通過callback函數傳輸給JNI層。JNI層有很多函數，處理數據后將結果傳給framework層。framework層是應用程序框架層，用于進一步處理數據，開發(fā)人員主要跟這一層打交道。該層封裝形成了一些易用的接口(API)，以供應用層調用。應用層調用接口，顯示當前GPS實時位置。 4.安卓GPS驅動之HAL層 1)HAL層中，代碼里的GpsLocation結構體保存了經度，緯度，海拔，速度，精確度，世界標準時間等信息。/**Representsalocation.*/typedefstruct{/**settosizeof(GpsLocation)*/size_tsize;uint16_tflags;doublelatitude;doublelongitude;doublealtitude;floatspeed;floatbearing;floataccuracy;GpsUtcTimetimestamp;}GpsLocation; 2)hw結構體如下:conststructhw_module_tHAL_MODULE_INFO_SYM={…….methods=&gps_module_methods,};由上可知hw結構體的方法調用的是gps_module_methods，而gps_module_methods調用了open_gps，如下：staticstructhw_module_methods_tgps_module_methods={.open=open_gps};open_gps里初始化了很多函數指針，這些函數用于處理GPS相關信息，也提供數據上報等操作。 3)串口讀取GPS數據：ret=read(fd,buff,sizeof(buff));解析數據:nmea_reader_addc(reader,buff[nn]);根據不同的GPS協(xié)議格式處理數據:if(!memcmp(tok.p,"GGA",3))……;elseif(!memcmp(tok.p,"GLL",3))……;elseif(!memcmp(tok.p,"GSA",3))……;elseif(!memcmp(tok.p,"GSV",3))……;將數據傳輸給JNI層:r->callback(&r->fix);5.安卓GPS驅動之JNI層JNI層只有一個文件，該文件中有很多函數。JNI層調用下層提供的函數接口，來封裝GPS位置的相關信息，以及初始化GPS等等。下面分析兩個函數，其余函數類似。1)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native函數獲取所有的方法ID，然后調用hw模塊，調用到open函數(見上)：err=module->methods->open(module,GPS_HARDWARE_MODULE_ID,&device);然后獲取接口：sGpsInterface=gps_device->get_gps_interface(gps_device);2)android_location_GpsLocationProvider_init是初始化函數，該函數調用了：if(sGpsXtraInterface&&sGpsXtraInterface->init(&sGpsXtraCallbacks)!=0)sGpsXtraInterface=NULL;其中init調用了HAL層的qemu_gps_init函數，得到callback傳來的信息。callback如下：GpsCallbackssGpsCallbacks={sizeof(GpsCallbacks),location_callback,//回調位置信息status_callback,//回調狀態(tài)信息sv_status_callback,//回調sv狀態(tài)信息nmea_callback,//上報nema信息set_capabilities_callback,//回調告知框架層GPS的性能acquire_wakelock_callback,//獲取GPS鎖，不進行休眠release_wakelock_callback,//釋放GPS鎖create_thread_callback,//創(chuàng)建線程，可以調用javaframework的代碼request_utc_time_callback,//獲取utc時間};6.安卓GPS驅動之framework層framework層主要功能是為上一層的應用層提供接口，給應用層的接口的示例如下：mLocation.setLatitude(latitude);mLocation.setLongitude(longitude);mLocation.setTime(timestamp);在類handleMessage中會處理數據，publicvoidhandleMessage(Messagemsg){intmessage=msg.what;switch(message){caseENABLE:if(msg.arg1==1){handleEnable();}else{handleDisable();}break;caseENABLE_TRACKING:handleEnableLocationTracking(msg.arg1==1);break;caseREQUEST_SINGLE_SHOT:handleRequestSingleShot();break;caseUPDATE_NETWORK_STATE:handleUpdateNetworkState(msg.arg1,(NetworkInfo)msg.obj);break;caseINJECT_NTP_TIME:handleInjectNtpTime();break;caseDOWNLOAD_XTRA_DATA:if(mSupportsXtra){handleDownloadXtraData();}break;caseUPDATE_LOCATION:handleUpdateLocation((Location)msg.obj);break;caseADD_LISTENER:handleAddListener(msg.arg1);break;caseREMOVE_LISTENER:handleRemoveListener(msg.arg1);break;}}7.安卓GPS驅動之APP層使用framework提供的接口函數得到數據。比如mLocation.setLatitude(latitude)函數用于設置緯度,再使用getLatitude()函數即可得到緯度。一段應用層代碼如下：privatevoidupdateToNewLocation(Locationlocation){if(location!=null){bear=location.getBearing(); //偏離正北方的度數doublelatitude=location.getLatitude(); //維度doublelongitude=location.getLongitude(); //經度doubleGpsSpeed=location.getSpeed(); //速度longGpsTime=location.getTime(); //時間Datedate=newDate(GpsTime);DateFormatdf=newSimpleDateFormat("yyyy-MM-ddHH:mm:ss");flo